CN110770430B

CN110770430B - 蒸发燃料处理装置和控制装置

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Publication number: CN110770430B
Application number: CN201880039829.9A
Authority: CN
Inventors: 中川周
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2018-05-15
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2038-05-15
Also published as: JP6749867B2; WO2018230231A1; JP2019002304A; CN110770430A; DE112018002339T5; US11118538B2; US20200141361A1

Abstract

蒸发燃料处理装置具备：吸附罐，其用于吸附燃料箱内产生的蒸发燃料；吹扫通路，其将吸附罐与内燃机的进气管连接，供从吸附罐向进气管输送的吹扫气体通过；吹扫控制阀，其配置在吹扫通路上，通过变更占空比来控制吹扫气体向进气管的供给量；泵，其配置在吹扫通路上，用于将吹扫气体从吸附罐送出到进气管；以及控制部，其对吹扫控制阀的占空比进行控制。控制部检测正在供给吹扫气体时的吹扫通路上游端的压力与吹扫通路下游端的压力的压力差，基于所检测出的压力差下的不考虑泵的影响时的占空比所对应的吹扫气体的供给量，来校正占空比。

Description

蒸发燃料处理装置和控制装置

技术领域

本说明书涉及一种搭载于车辆的蒸发燃料处理装置和控制装置。

背景技术

已知一种将燃料箱内产生的蒸发燃料向内燃机供给并进行处理的蒸发燃料处理装置。在日本特开平7-247918号公报中，在吸附罐中吸附蒸发燃料，并将含有蒸发燃料的吹扫气体向内燃机供给。下面，将日本特开平7-247918号公报称为专利文献1。通过对吹扫控制阀进行占空比控制来控制吹扫气体的供给量。在专利文献1中，基于燃料箱内的温度和燃料箱内的压力，来校正吹扫控制阀的占空比。

发明内容

专利文献1通过检测燃料箱内的温度和压力来检测蒸发燃料的产生量，根据蒸发燃料的产生量来校正占空比，从而调整吹扫气体的供给量。该控制方法在吹扫控制阀的占空比与吹扫气体的供给量存在比例关系时是有用的。然而，近年来存在为了将吹扫气体可靠地向内燃机供给而在吹扫通路配置用于将吹扫气体送出的泵的情况。在是具备泵的蒸发燃料处理装置的情况下，无法利用以往的占空比与吹扫气体供给量的关系(比例关系)。本说明书公开一种在具备泵的蒸发燃料处理装置中将期望量的吹扫气体供给到内燃机的技术。

本说明书中公开的第一技术是关于蒸发燃料处理装置的技术。该蒸发燃料处理装置具备：吸附罐，其用于吸附燃料箱内产生的蒸发燃料；吹扫通路，其将吸附罐与内燃机的进气管连接，供从吸附罐向进气管输送的吹扫气体通过；吹扫控制阀，其配置在吹扫通路上，通过变更占空比来控制吹扫气体向进气管的供给量；泵，其配置在吹扫通路上，用于将吹扫气体从吸附罐送出到进气管；以及控制部，其对吹扫控制阀的占空比进行控制。控制部检测正在供给吹扫气体时的吹扫通路上游端的压力与吹扫通路下游端的压力的压力差，基于所检测出的压力差下的不考虑泵的影响时的占空比所对应的吹扫气体的供给量，来校正占空比。

本说明书中公开的第二技术为，在上述第一技术的蒸发燃料处理装置中，在吹扫通路的上游端和下游端这两方设置有压力传感器。

本说明书中公开的第三技术是关于控制装置的技术。该控制装置用于控制蒸发燃料处理单元中的吹扫控制阀，该蒸发燃料处理单元将含有在燃料箱内产生的蒸发燃料的吹扫气体向内燃机的进气管供给。蒸发燃料处理单元具备：吸附罐，其用于吸附燃料箱内产生的蒸发燃料；吹扫通路，其将吸附罐与内燃机的进气管连接，供从吸附罐向进气管输送的吹扫气体通过；吹扫控制阀，其配置在吹扫通路上，通过变更占空比来控制吹扫气体向进气管的供给量；以及泵，其配置在吹扫通路上，用于将吹扫气体从吸附罐送出到进气管。控制装置检测正在供给吹扫气体时的吹扫通路上游端的压力与吹扫通路下游端的压力的压力差，基于所检测出的压力差下的不考虑泵的影响时的占空比所对应的吹扫气体的供给量，来校正占空比。

发明的效果

根据第一技术，在具备泵的蒸发燃料处理装置中，仅通过实际地检测吹扫通路的上游端与下游端的压力差(吹扫通路的压力损失)，就能够抑制吹扫气体被过量地导入到进气路径。由此，能够抑制内燃机中的空燃比偏离控制值。

根据第二技术，能够不受外部气压的变动、进气路径内的压力的变动等影响地正确地检测吹扫通路的上游端与下游端的压力差。

根据第三技术，能够实施上述第一技术。

附图说明

图1示出使用蒸发燃料处理装置的车辆的燃料供给系统。

图2示出与占空比的校正处理相关的流程图。

图3示出占空比与吹扫气体流量的关系。

具体实施方式

(燃料供给系统)

参照图1说明具备蒸发燃料处理装置20的燃料供给系统6。燃料供给系统6搭载于车辆中，具备：主供给路径10，其用于将燃料箱14内所贮存的燃料供给到发动机2；以及蒸发燃料路径22，其用于将燃料箱14内产生的蒸发燃料供给到发动机2。

(主供给路径)

在主供给路径10设置有燃料泵单元16、供给路径12以及喷油器4。燃料泵单元16具备燃料泵、调压器、控制电路等。燃料泵单元16根据从ECU 100供给的信号来控制燃料泵。燃料泵使燃料箱14内的燃料升压来喷出。从燃料泵喷出的燃料被调压器调节压力，并从燃料泵单元16供给到供给路径12。供给路径12与燃料泵单元16及喷油器4连接。供给到供给路径12的燃料通过供给路径12而到达喷油器4。喷油器4具有被ECU 100控制开度的阀(省略图示)。当喷油器4的阀被打开时，供给路径12内的燃料被供给到与发动机2连接的进气路径34。

进气路径34与空气滤清器30连接。空气滤清器30具备用于从流入进气路径34的空气中去除异物的过滤器。在发动机2与空气滤清器30之间，在进气路径34内设置有节气阀32。当节气阀32打开时，如图1的箭头所示那样从空气滤清器30向发动机2进气。ECU 100通过调整节气阀32的开度，使进气路径34的开口面积变动，来调整流入发动机2的空气量。节气阀32设置于比喷油器4靠上游侧(空气滤清器30侧)的位置。

(蒸发燃料路径)

蒸发燃料路径22与主供给路径10并列地配置。蒸发燃料路径22是燃料箱14中产生的蒸发燃料在从燃料箱14经过吸附罐19向进气路径34移动时所通过的路径。此外，如后述的那样，蒸发燃料在吸附罐19中与空气混合。将吸附罐19中混合得到的蒸发燃料与空气的混合气体称为吹扫气体。在蒸发燃料路径22上设置有蒸发燃料处理装置20。

(蒸发燃料处理装置)

蒸发燃料处理装置20具备吸附罐19、吹扫通路40、吹扫控制阀26、泵48以及ECU100内的控制部102。吸附罐19具备大气端口19a、吹扫端口19b以及燃料箱端口19c。大气端口19a经由大气路径17而与大气连通。吹扫端口19b经由吹扫路径23而与进气路径34连接。燃料箱端口19c经由燃料箱路径18而与燃料箱14连通。

(吸附罐)

在吸附罐19内容纳有活性炭(省略图示)。活性炭用于从自燃料箱14通过燃料箱路径18、燃料箱端口19c流入到吸附罐19的内部的气体中吸附蒸发燃料。蒸发燃料被吸附后的气体通过大气端口19a和大气路径17后被释放到大气中。吸附罐19能够防止燃料箱14内的蒸发燃料被释放到大气中。通过活性炭吸附到的蒸发燃料与从大气路径17导入的空气混合，从而作为吹扫气体从吹扫端口19b被供给到吹扫路径23。

(吹扫通路)

如上述那样，被活性炭吸附到的蒸发燃料与从大气路径17导入的空气混合，从而作为吹扫气体被供给到吹扫路径23。即，大气路径17是供形成吹扫气体的气体(空气)通过的路径。通过供蒸发燃料与空气的混合气体通过的吹扫路径23及供空气通过的大气路径17来构成吹扫通路40。此外，在大气路径17上设置有空气过滤器42。空气过滤器42用于防止大气中的异物侵入到吸附罐19内。在吹扫通路40(大气路径17)的上游端(比空气过滤器42靠上游侧的位置)配置有压力传感器44。另外，在吹扫通路40(吹扫路径23)的下游端(比吹扫控制阀26靠下游侧的位置)配置有压力传感器28。压力传感器44用于实际检测外部气体的压力(大气压)。压力传感器28用于实际检测进气路径内的压力。

(吹扫控制阀)

吹扫控制阀26配置在吹扫路径23上。吹扫控制阀26配置在吸附罐19的下游(进气路径34侧)。吹扫控制阀26是由控制部102控制的电磁阀，是由控制部102控制吹扫控制阀26被开阀的开通状态与吹扫控制阀26被闭阀的闭塞状态之间的切换的阀。控制部102执行按照由空燃比等决定的占空比连续地切换吹扫控制阀26的开通状态和闭塞状态的占空比控制。在开通状态中，吸附罐19与进气路径34被连通，吹扫气体被导入到进气路径34。在闭塞状态中，吸附罐19与进气路径34被切断。占空比表示相互连续的一组开通状态与闭塞状态的组合的期间中的开通状态的期间的比例。吹扫控制阀26通过对占空比进行调整(即，对开通状态与闭塞状态的切换定时进行调整)，来调整吹扫气体的流量。吹扫路径23连接于进气路径34的喷油器4与节气阀32之间的部分。在进气路径34的连接吹扫路径23的位置处配置有进气歧管IM。

(泵)

泵48配置在吹扫路径23上。泵48配置于吸附罐19与吹扫控制阀26之间。泵48是所谓的涡流泵(也称为级联泵、摩擦泵(Wescopump))或离心式泵。泵48由控制部102控制。当驱动泵48时，吹扫气体从吸附罐19经由吹扫通路40被吸入到泵48。吸入到泵48中的吹扫气体在泵48内被升压后，通过吹扫路径23被供给到进气路径34。

(控制部)

控制部102与压力传感器28、44、泵48及吹扫控制阀26连接。控制部102包括CPU、以及ROM、RAM等存储器。压力传感器28、44的检测值被输入到控制部102。另外，控制部102对泵48的输出、吹扫控制阀26的占空比进行控制。

(吹扫处理)

当发动机2处于驱动中且吹扫条件成立时，控制部102通过对吹扫控制阀26进行占空比控制来执行向发动机2供给吹扫气体的吹扫处理。当执行吹扫处理时，沿图1的箭头所示的方向供给吹扫气体。吹扫条件是指在要执行向发动机2供给吹扫气体的吹扫处理的情况下成立的条件，是由制造者根据发动机2的冷却水温、吹扫气体中的蒸发燃料的浓度(下面称为“吹扫浓度”)而预先在控制部102中设定的条件。控制部102在发动机2的驱动过程中始终监视吹扫条件是否成立。控制部102基于吹扫气体的浓度和在进气路径34上配置的空气流量计39来对吹扫控制阀26的占空比进行控制。此外，空气流量计39用于测定通过进气路径34来向发动机2供给的空气量。由此，吸附罐19中所吸附的吹扫气体被导入到发动机2。

控制部102在执行吹扫处理的情况下，驱动泵48来向进气路径34供给吹扫气体。其结果为，即使在进气路径34的负压小的情况下，也能够供给吹扫气体。此外，控制部102也可以在吹扫处理中根据吹扫气体的供给状况来切换泵48的驱动和停止。

此外，ECU 100对节气阀32进行控制。另外，ECU 100还对喷油器4的喷射燃料量进行控制。具体地说，通过对喷油器4的开阀时间进行控制，来控制喷射燃料量。当发动机2被驱动时，ECU 100计算从喷油器4向发动机2进行喷射的每单位时间内的燃料喷射时间(即，喷油器4的开阀时间)。燃料喷射时间用于对通过实验预先确定出的基准喷射时间进行校正以将空燃比维持为目标空燃比(例如理想空燃比)。此外，空燃比传感器36配置在发动机2的排气路径38内。另外，ECU 100基于吹扫气体的流量和吹扫浓度来校正喷射燃料量。

(吹扫控制阀的开度校正)

如上述那样，ECU 100基于吹扫气体的流量和吹扫浓度来校正喷射燃料量。在不具有泵的蒸发燃料处理装置中，能够根据吹扫通路的截面积(吹扫控制阀的占空比)和吹扫通路的两端的压力差ΔP来计算吹扫气体的流量Q。在特定的压力差ΔP下，流量Q与占空比大致呈现出比例关系。

图3示出特定的压力差ΔP下的占空比与流量Q的关系。曲线60表示不具有泵的蒸发燃料处理装置中的占空比与流量Q的关系，曲线62表示具有泵的蒸发燃料处理装置中的占空比与流量Q的关系。如图3所示，曲线60大致呈直线，只要控制吹扫控制阀的占空比就能够将期望的吹扫气体量导入到进气路径。与此相对地，如曲线62所示那样，在具有泵的情况下，占空比与流量Q不呈现比例关系。另外，曲线62的形状根据泵的特性而变化。因此，在上述的蒸发燃料处理装置20的情况下，如果只是对占空比进行控制，则无法将期望的吹扫气体量导入到进气路径34。因此，在蒸发燃料处理装置20中，进行下面的处理，来校正吹扫控制阀26的开度(占空比)。

(校正处理)

图2是示出吹扫控制阀26的开度的校正处理的流程图。该处理是在吹扫控制过程中(吹扫气体供给过程中)实施的处理。因此，首先，判断是否处于吹扫中(步骤S2)，在不处于吹扫中的情况下(步骤S2：“否”)，结束本处理。在处于吹扫中的情况下(步骤S2：“是”)，获取吹扫通路40的压力差ΔP。即，根据压力传感器44的检测值获取吹扫通路40的上游端的压力，根据压力传感器28的检测值获取吹扫通路40的下游端的压力，计算两者的压力差ΔP。

接着，获取控制过程中的占空比(步骤S6)，获取与所获取到的占空比对应的基准吹扫流量Q(步骤S8)。此外，基准吹扫流量Q是与上述的不具有泵的情况下的占空比对应的流量。因此，只要获取压力差ΔP和占空比，就会唯一地决定基准吹扫流量Q。

接着，获取泵特性(步骤S10)，并获取考虑到该泵特性的情况下的与基准吹扫流量Q对应的占空比(步骤S12)。泵特性预先被存储于控制部102。之后，将吹扫控制阀26的开度校正为在步骤S12中获取到的占空比(步骤S14)。通过以上的处理，能够向进气路径34供给期望量的吹扫气体。此外，在步骤S6中获取到的占空比是控制过程中的占空比，泵特性被存储于控制部102。因此，蒸发燃料处理装置20只要获取到吹扫通路40两端的压力差ΔP，就能够按照上述处理来校正吹扫控制阀26的开度(占空比)，从而防止吹扫气体的供给量产生偏差。

参照图3来具体地说明以上处理。在步骤S6中获取到占空比a1的情况下，基于曲线60计算基准吹扫流量Q(流量b)(步骤S8)。根据泵特性获取曲线62(步骤S10)，基于曲线62来获取与基准吹扫流量Q(流量b)对应的占空比a2(步骤S12)。之后，通过将吹扫控制阀26的占空比从a1变更(校正)为a2，由此向进气路径34供给期望量(基准吹扫流量Q)的吹扫气体。

(其它的实施方式)

如上所述，在蒸发燃料处理装置20中，从吹扫通路40的上游向下游依次配置吸附罐19、泵48、吹扫控制阀26。然而，该配置顺序是一例，在吹扫通路上配置的吸附罐19、泵48以及吹扫控制阀26的配置顺序能够任意地变更。

上述实施方式中的控制部102能够单独地或者与ECU 100成一体地应用为具有泵的蒸发燃料处置装置的控制部。

吹扫通路的上下端的压力差ΔP也能够根据发动机2的转速、空气流量计39的流量来估计。即，也能够省略压力传感器28、44。

以上详细地说明了本发明的具体例，但是这些只是例示，并不是限定权利要求的范围。权利要求书中所记载的技术包括对以上例示出的具体例进行各种变形、变更而得到的例子。另外，本说明书或者附图中所说明的技术要素单独地发挥技术上的有用性或者通过各种组合来发挥技术上的有用性，并不限定于申请时权利要求所记载的组合。另外，本说明书或者附图中所例示的技术是能够同时达成多个目的的技术，是达成其中的一个目的本身就具有技术上的有用性的技术。

Claims

1.一种蒸发燃料处理装置，具备：

吸附罐，其用于吸附燃料箱内产生的蒸发燃料；

吹扫通路，其将吸附罐与内燃机的进气管连接，供从吸附罐向进气管输送的吹扫气体通过；

吹扫控制阀，其配置在吹扫通路上，通过变更占空比来控制吹扫气体向进气管的供给量；

泵，其配置在吹扫通路上，用于将吹扫气体从吸附罐送出到进气管；以及

控制部，其对吹扫控制阀的占空比进行控制，

其中，所述控制部获取第一压力差与第一占空比，其中所述第一压力差是正在供给吹扫气体时的吹扫通路上游端的压力与吹扫通路下游端的压力的压力差，所述第一占空比是正在供给所述吹扫气体时的占空比，

所述控制部根据在所述第一压力差下在所述吹扫通路上没有配置所述泵时的占空比与流量之间的关系以及所述第一占空比获取基准吹扫流量，以及

所述控制部获取第二占空比，所述第二占空比是根据在所述吹扫通路上配置所述泵时的占空比和流量之间的关系以及所述基准吹扫流量获取的占空比，并将所述吹扫控制阀的占空比校正为所述第二占空比。

2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，

在吹扫通路的上游端和下游端这两方设置有压力传感器。

3.一种控制装置，用于控制蒸发燃料处理单元中的吹扫控制阀，所述蒸发燃料处理单元将含有在燃料箱内产生的蒸发燃料的吹扫气体向内燃机的进气管供给，

所述蒸发燃料处理单元具备：

吸附罐，其用于吸附燃料箱内产生的蒸发燃料；

吹扫控制阀，其配置在吹扫通路上，通过变更占空比来控制吹扫气体向进气管的供给量；以及

泵，其配置在吹扫通路上，用于将吹扫气体从吸附罐送出到进气管，

其中，所述控制装置获取第一压力差与第一占空比，其中所述第一压力差是正在供给吹扫气体时的吹扫通路上游端的压力与吹扫通路下游端的压力的压力差，所述第一占空比是正在供给所述吹扫气体时的占空比，

所述控制装置根据在所述第一压力差下在所述吹扫通路上没有配置所述泵时的占空比与流量之间的关系以及所述第一占空比获取基准吹扫流量，以及

所述控制装置获取第二占空比，所述第二占空比是根据在所述吹扫通路上配置所述泵时的占空比和流量之间的关系以及所述基准吹扫流量获取的占空比，并将所述吹扫控制阀的占空比校正为所述第二占空比。